package com.fosss.avlTree;

/**
 * 平衡二叉树
 */
public class AvlTreeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //测试左旋转
//        int[] arr={4,3,6,5,7,8};
        //测试右旋转
//        int[] arr={10,12,8,9,7,6};
        //测试双旋转
        int[] arr = {10, 11, 7, 6, 8, 9};
        AvlTree avlTree = new AvlTree();
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            avlTree.add(new Node(arr[i]));
        }
        avlTree.infixOrder();
        System.out.println("当前树的高度：" + avlTree.getRoot().getHeight());
        System.out.println("左子树的高度：" + avlTree.getRoot().getLeftHeight());
        System.out.println("右子树的高度：" + avlTree.getRoot().getRightHeight());
        System.out.println("根结点：" + avlTree.getRoot());
        System.out.println("根结点的左子结点："+avlTree.getRoot().left);
        System.out.println("根结点的右子结点："+avlTree.getRoot().right);


    }
}

/**
 * 创建AVL树
 */
class AvlTree {
    private Node root;

    public Node getRoot() {
        return root;
    }

    /**
     * 删除指定结点
     */
    public void deleteNode(int value) {
        if (this.root == null) {
            return;
        }

        Node targetNode = this.searchTargetNode(value);
        if (targetNode == null) {
            return;
        }

        //如果二叉数只有一个结点
        if (this.root.left == null && this.root.right == null) {
            this.root = null;
        }

        Node parentNode = this.searchParentNode(value);
        /**
         * 1.要删除的是叶子结点
         */

        if (targetNode.left == null && targetNode.right == null) {
            if (parentNode.left == targetNode) {
                parentNode.left = null;
            } else {
                parentNode.right = null;
            }
        }
        /**
         * 2.删除有一棵子树的结点
         */

        else if ((targetNode.left != null && targetNode.right == null) || (targetNode.right != null && targetNode.left == null)) {
            if (targetNode.left != null) {
                //！！！！！！！！如果此时的父结点为空，说明只剩下两个结点，此时只需要将root结点指向被删除的结点的子节点
                if (parentNode == null) {
                    this.root = targetNode.left;
                } else if (parentNode.left == targetNode) {
                    parentNode.left = targetNode.left;
                } else {
                    parentNode.right = targetNode.left;
                }
            } else {
                if (parentNode == null) {
                    this.root = targetNode.right;
                } else if (parentNode.left == targetNode) {
                    parentNode.left = targetNode.right;
                } else {
                    parentNode.right = targetNode.right;
                }
            }
        }

        /**
         * 3.删除有两棵子树的结点
         */

        else {
            //先找到要删除的结点的右子节点中最小的值，让该位置置空并将这个值赋给要删除的结点
            Node temp = targetNode;
            //找到
            while (temp.right != null) {
                //到达右子结点
                temp = temp.right;
                while (temp.left != null) {
                    temp = temp.left;
                }
            }
            //先置空
            deleteNode(temp.value);
            //再赋值
            targetNode.value = temp.value;

        }

    }

    /**
     * 查找要删除的结点的父结点
     */
    public Node searchParentNode(int value) {
        if (this.root == null) {
            System.out.println("无父结点");
            return null;
        } else {
            return this.root.searchParentNode(value);
        }
    }


    /**
     * 查找要删除的结点
     */
    public Node searchTargetNode(int value) {
        if (this.root == null) {
            System.out.println("当前二叉排序树为空");
            return null;
        } else {
            return this.root.searchTargetNode(value);
        }
    }

    /**
     * 添加操作
     *
     * @param node
     */
    public void add(Node node) {
        if (this.root == null) {
            this.root = node;
        } else {
            this.root.add(node);
        }
    }

    /**
     * 中序遍历
     */
    public void infixOrder() {
        if (this.root == null) {
            System.out.println("二叉排序树为空，不能遍历");
        } else {
            this.root.infixOrder();
        }
    }

}


/**
 * 创建结点类
 */
class Node {
    int value;
    Node left;
    Node right;

    public Node(int value) {
        this.value = value;
    }


    /**
     * 右旋转
     */
    public void rightRotate() {
        //创建新结点，值为根结点的值
        Node newNode = new Node(this.value);
        //新结点的右子结点等于当前结点的右子结点
        newNode.right = this.right;
        //新结点的左子结点指向根结点的左子结点的右子结点
        newNode.left = this.left.right;
        //当前结点的值等于左子结点的值
        this.value = this.left.value;
        //当前结点的左子结点指向左子结点的左子结点
        this.left = this.left.left;
        //当前结点的右结点指向新结点
        this.right = newNode;

    }

    /**
     * 左旋转
     */
    public void leftRotate() {
        //创建新结点，值为根结点的值
        Node newNode = new Node(this.value);
        //让新结点的左子结点指向根结点的左子结点
        newNode.left = this.left;
        //让新结点的的右子结点指向根结点的右子结点的左子结点
        newNode.right = this.right.left;
        //让当前结点的值等于右子结点的值
        this.value = this.right.value;
        //让当前结点的右子结点指向右子结点的右子结点
        this.right = this.right.right;
        //当前结点的左子结点指向新结点
        this.left = newNode;
    }

    /**
     * 返回树的右子树的高度
     */
    public int getRightHeight() {
        return this.right == null ? 0 : this.right.getHeight() ;
    }

    /**
     * 返回树的左子树的高度
     */
    public int getLeftHeight() {
        return this.left == null ? 0 : this.left.getHeight() ;
    }

    /**
     * 返回树的高度
     */
    public int getHeight() {
        return Math.max(this.left == null ? 0 : this.left.getHeight(), this.right == null ? 0 : this.right.getHeight()) + 1;
    }

    /**
     * 查找要删除的结点的父结点
     *
     * @param value 要删除的值
     * @return 返回父结点
     */
    public Node searchParentNode(int value) {
        if ((this.left != null && this.left.value == value) || (this.right != null && this.right.value == value)) {
            return this;
        } else if (this.left != null && (value < this.value)) {
            return this.left.searchParentNode(value);
        } else if (this.right != null && (value >= this.value)) {
            return this.right.searchParentNode(value);
        } else {
            return null;
        }
    }

    /**
     * 找到要删除的目标结点
     *
     * @param value 要删除的值
     * @return 返回要删除的目标结点
     */
    public Node searchTargetNode(int value) {
        if (this.value == value) {
            return this;
        } else if (value < this.value && this.left != null) {
            //向左查找
            return this.left.searchTargetNode(value);
        } else if (value >= this.value && this.right != null) {
            //向右查找
            return this.right.searchTargetNode(value);
        } else {
            return null;
        }
    }

    /**
     * 添加方法
     */
    public void add(Node node) {
        if (node.value < this.value) {
            //要添加的值比当前值小，则向左继续查找
            if (this.left != null) {
                this.left.add(node);
            } else {
                this.left = node;
            }

        } else {
            //要添加的值比当前值大
            if (this.right != null) {
                this.right.add(node);
            } else {
                this.right = node;
            }
        }
        /**
         * 如果（右高度-左高度）>1 左旋转
         */
        if (this.getRightHeight() - this.getLeftHeight() > 1) {
            //当符号左旋转的条件时，如果它的右子树的左子树高度大于它的右子树的高度
            if (this.right != null && this.right.getLeftHeight() > this.right.getRightHeight()) {
                //右子结点先进行右旋转
                this.right.rightRotate();
            }
            this.leftRotate();
            return;
        }

        /**
         * 如果（左高度-右高度）>1 右旋转
         *
         */
         if (this.getLeftHeight() - this.getRightHeight() > 1) {
            //当符号右旋转的条件时，如果它的左子树的右子树高度大于它的左子树的高度
            if (this.left != null && this.left.getRightHeight() > this.left.getLeftHeight()) {
                //左子结点先进行左旋转
                this.left.leftRotate();
            }
            this.rightRotate();
        }

    }

    /**
     * 中序遍历
     */
    public void infixOrder() {
        if (this.left != null) {
            this.left.infixOrder();
        }
        System.out.println(this);

        if (this.right != null) {
            this.right.infixOrder();
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Node{" +
                "value=" + value +
                '}';
    }
}


















